Плюсы и минусы использования биологических остеопластических материалов
Cодержание
В современной хирургической стоматологии остро стоит вопрос, связанный с решением проблемы дефицита костной ткани, который может возникать в связи с воспалительными, травматическими заболеваниями, удалением зубов, врожденными аномалиями, атрофическими возрастными явлениями, а также экстракционными вмешательствами по поводу злокачественных и доброкачественных новообразований.
Исследовательские работы в области изучения костной регенерации и инструментов для ее осуществления являются крайне актуальными и востребованными, ведь восполнение дефицита костной ткани за счет физиологической регенерации не всегда достижимо в желаемом объеме и в необходимые сроки. Кроме того, локальный дефицит костной ткани может сделать невозможным проведение процедуры дентальной имплантации, требовать проведение дополнительных оперативных вмешательств и повышать травматичность процесса.
На сегодняшний день разработан целый ряд методов, позволяющих устранить утраченный объем костной ткани. Как показывает практика, каждая третья операция имплантации требует использования дополнительного костного материала, что обусловлено потребностями в проведении синус-лифтинга или направленной костной регенерации. Все дело в том, макроструктурные особенности дентального имплантата требуют достаточный биологически качественный объем кости для долгосрочного успеха лечения. При осуществлении данных восстановительных вмешательств возникает необходимость применения остеопластических материалов.
Костнопластические материалы являются своего рода основой при формировании собственной ткани пациента, их основным назначением является ускорение естественного регенеративного процесса – репаративного остеогенеза, кроме того, их целью также является создание возможности для регенерации в тех областях, где отсутствует возможность ее течения в обычных условиях.
На сегодняшний день существует большое разнообразие костнопластических материалов, ведь средства, оптимизирующие остеогенез получили широкое распространение в хирургической стоматологии. Как правило, выделяют две большие группы: биологические остеопластические материалы и синтетические.
Биологические костнопластические материалы по своему происхождению подразделяются на:
- Аутогенные (донором является сам пациент)
- Аллогенные ( в качестве донора выступает другой человек)
- Ксеногенные ( донором является животное)
В данной статье мы остановимся на первой группе остеопластических материалов, то есть биологических.
Свойства биологических остеопластических материалов
Рис.1 Остеопластические материалы bioOST
Для выполнения своей основной задачи – способствования формирования собственной костной ткани пациента, костнопластические материалы должны обладать целым рядом определенных свойств. Чтобы лучше разобраться в плюсах и минусах того или иного костного заменителя, необходимо их рассмотреть:
- Биосовместимость: Биологические костнопластические материалы должны быть совместимы с живыми тканями, чтобы предотвратить отторжение и воспалительные реакции.
- Биодеградируемость: Эти материалы должны разлагаться и рассасываться со временем, позволяя новым тканям заменить их.
- Остеоиндуктивность: Остеоиндукция - это процесс, при котором недифференцированные клетки (мезенхимальные стволовые клетки) стимулируются к трансформации в остеобласты, которые являются основными клетками, отвечающими за образование новой костной ткани. Этот процесс происходит под воздействием различных факторов роста и сигнальных молекул, таких как белки морфогенеза костей (например, BMP), факторы роста костей (например, TGF-β) и другие.
Рис.2 Остеопластический материал
- Остеокондуктивность: Остеокондукция - это способность определенных материалов создавать матрицу, которая обеспечивает колонизацию этой матрицы собственными клетками организма. В процессе остеокондукции, материалы, такие как костные трансплантаты, искусственные костные материалы или биосовместимые полимеры, обладают возможностью привлекать и поддерживать прикрепление и рост остеогенных клеток (например, остеобластов) на своей поверхности. Другими словами, они должны предоставлять подходящую структуру для миграции и пролиферации остеобластов, обеспечивая формирование новой кости.
- Механическая прочность: Биологические костнопластические материалы должны обладать достаточной прочностью и устойчивостью к нагрузкам, чтобы поддерживать и стабилизировать костную ткань.
- Пористая структура: Данные материалы должны иметь пористую структуру, которая позволяет проникать крови, клеткам и питательным веществам, способствуя заживлению и регенерации костной ткани.
- Формируемость: Они должны быть легко формируемыми и манипулируемыми во время хирургической процедуры для соответствия конкретным анатомическим требованиям.
- Длительность действия: Биологические остеопластические материалы должны обеспечивать продолжительное действие, чтобы поддерживать и стимулировать рост новой кости на протяжении необходимого периода времени.
- Стерильность: Стерильность остеопластических материалов является критическим фактором для успешной имплантации и предотвращения инфекции. Остеопластические материалы, должны быть полностью стерильными, чтобы избежать занесения инфекции в организм, при этом стерилизационная обработка не должна изменять свойств материала.
Данный остеопластический материал получают путем забора собственной костной ткани пациента. Выбор донорской зоны зависит от множества факторов, таких как доступность костного трансплантата, объем и качество требуемого костнопластического материала, а также индивидуальных потребностей и хирургической оценки пациента.
Забор кости обычно осуществляется с использованием специальных инструментов, таких как костные скребки. После забора кости она может быть подвергнута дополнительной обработке, такой как измельчение или фрагментация, чтобы создать нужный размер и форму для применения в реконструкции костной ткани. Для измельчения собранного материала используют костную мельницу.
В качестве источника получения аутогенного материала используются интраоральные и экстраоральные источники. Последние задействуются в случае, если требуется больший объем костного трансплантата. В подобных вмешательствах обязательно берут в расчет применение общей анестезии и более высокий риск послеоперационных осложнений.
Самыми распространенными донорскими зонами являются внутриротовые источники по той причине, что они отличаются более простым хирургическим доступом и анатомической близостью между источником получения и реципиентным участком.
В большинстве случаев хирурги получают аутогенный материал в зоне угла нижней челюсти в области наружной косой линии. Также используются: бугор верхней челюсти, нижнечелюстной симфиз и так далее. В качестве внеротовых донорских зон выступают: большеберцовая кость, лучевая кость, гребень подвздошной кости или кости черепа.
Однако необходимость создания дополнительного операционного поля, появление риска инфицирования зоны забора донорского материала, ограниченный источник получения, а также непредсказуемость резорбции и потери объема тканей в послеоперационном периоде создало почву для поиска альтернативных восстановительных материалов.
Аллогенные остеопластические материалы - это материалы, полученные из донорской человеческой костной ткани, чаще всего измельченной трупной кости. Подобно аутогенным материалам, аллогенные остеопластические материалы могут создавать условия для остеоиндукции и остеокондукции. Они содержат остеопрогениторные клетки, факторы роста и матричные протеины, которые обладают способностью стимулировать рост новой костной ткани, а также имеют архитектуру, благоприятную для роста кровеносных сосудов.
Однако, поскольку аллогенные материалы получаются из человеческой костной ткани, есть риск передачи инфекций. Поэтому перед использованием аллогенных остеопластических материалов они должны быть тщательно обработаны и подвергнуты процедуре стерилизации или дезинфекции, чтобы устранить потенциальные патогены. Также они проходят через деминерализацию, лиофилизацию, а в некоторых случаях и облучение гамма-лучами.
Несмотря на большое количество положительных характеристик, использование аллогенные материалов так или иначе сопряжено с риском возникновения иммунных реакций и непредсказуемостью результатов лечения.
Одним из наиболее популярных видов остеопластических материалов являются ксеногенные. Их получают от донора другого вида, чаще всего коров,лошадей или свиней. Ксеногенные материалы подвергают термической обработке, после которой кости могут подвергаться ферментному очищению. Это процесс, при котором материал обрабатывается ферментами, чтобы разложить коллаген и другие белковые структуры в костной ткани. Целью подобной обработки является депротеинизация с устранением антигенной активности.
После удаления ненужных биологический субстанций остается минеральный матрикс, обладающий высоким остеокондуктивным свойством с ограниченным потенциалом резорбции, а также сохраненной природной костной архитектурой. Ксеногенные материалы часто используются вместе с другими костными трансплантатами или факторами роста, что позволяет повысить показатели успешности лечения.
Бычья кость является одним из наиболее изученных и широко используемых ксеногенных остеопластических материалов. Она обладает высокой плотностью и структурной прочностью, что делает ее подходящей для использования в регенеративной хирургии костей. Процесс депротеинизации и лиофилизации позволяет удалить белковые компоненты и сохранить структуру и свойства кости. Это помогает уменьшить возможность иммунного ответа и реакций отторжения при введении материала в организм. Остеокондуктивные свойства бычьей кости означают, что она способствует росту новой костной ткани, обеспечивая опорную структуру и стимулирует клетки, ответственные за формирование кости.
Южнокорейская компания Dentis предлагает стоматологам широкий выбор ксеногенных остеопластических материалов, одними из наилучших решений в восстановительной хирургии являются ксенографты производства Cardioplant.
bioOST XenoGraft Collagen представляет из себя гранулы размером 0,25-2 мм, произведенные на основе бычьей кортикальной и губчатой костной ткани. Благодаря своему составу данный биоматериал является двухфазным. Он содержит оптимальные показатели соотношения естественных костных коллагенов, нативных факторов роста и минеральных компонентов, что обеспечивает данному остеопластическому материалу остеоиндуктивные и остеокондуктивные свойства. Кроме того, bioOST XenoGraft Collagen способствует физиологической остеорегенерации, а кортикальная фаза позволяет долгосрочно сохранять объем.
Все вышеперечисленные преимущества позволяют сделать данный остеопластический материал практически универсальным решением в стоматологической практике, его применение актуально для:
- Синус-лифтинга
- Направленной костной регенерации (вертикальная и горизонтальная аугментация)
- Альвеолярной регенерации
- Параимплантатных дефектов
Он также применяется для:
- Синус-лифтинга
- Направленной костной регенерации (вертикальная и горизонтальная аугментация)
- Альвеолярной регенерации
- Параимплантатных дефектов
Его применение актуально для:
- Синус-лифтинга
- Направленной костной регенерации (вертикальная и горизонтальная аугментация)
- Альвеолярной регенерации
- Параимплантатных дефектов
Рис.4 Пористость остеопластического материала Ovis Xeno-P - 72,4%
В товарном портфеле компании Dentis находится высококачественный свиной биологический остеопластический материал Ovis XENO-P, который состоит из депротеинизированной свиной кости.
Принято считать, что заменители костной ткани, полученные из свиной кости, демонстрируют определенное сходство со структурой человеческой костной ткани из-за схожести ДНК свиньи и человека. Также для подобных материалов характерны высокие показатели остеоиндуктивности и низкого риска передачи инфекций.
Представленный материал имеет оптимальную пористость, для сравнения пористость человеческой кости составляет 76,5% , в то время как пористость Ovis XENO-P равна 72,4%.
Специализированный процесс обработки, заключающийся в низкотемпературном спекании и удалении органических веществ, позволяет сохранить природную структуру, а также обеспечивает высокие гидрофильные свойства и проницаемость материала.
Ovis XENO-P выпускается в виде небольших и более крупных гранул с размерами 0,25 до 2 мм. Кроме того, приобрести материал возможно как в пузырьках, так и в шприцах, что дает возможность самому выбрать более удобный для вас способ использования. Данный остеопластический материал является универсальным и подходит для всех видов костной пластики.
Преимущества использования биологических (ксеногенных) остеопластических материалов
Рис.6 Закладка костного материала
Ксеногенные остеопластические материалы обладают высокой биосовместимостью, что значительно снижает риск возникновения иммунных и аллергических реакций у пациентов, кроме того, они способствуют активации и стимуляции роста новой костной ткани, что помогает восстановлении участков с дефицитом костной ткани.
Данные остеопластические материалы обладают высокими показателями прочности и стабильности, что позволяет им долгое время сохранять свою форму и функциональность. Они обеспечивают хорошую клеточную адгезию и способны интегрироваться с естественными костными структурами пациента, что обеспечивает устойчивость и долговечность восстановленной кости.
Не менее важным фактором является структура материала, ксеногенные костные заменители обладают естественной шероховатой текстурой, которая способствует прикреплению остеобластов, ангиогенезу и клеточной миграции. Также материалы ксеногенного происхождения имеют природную микрополостную архитектуру, которая оказывает благоприятное влияние на проникновение нутриентов и белков, участвующих в регенеративных процессах.
Биологические остеопластические материалы могут быть легко модифицированы и адаптированы для конкретных потребностей пациента. Они могут быть сформированы для точного заполнения костного дефекта или реконструкции поврежденной кости. В отличие от синтетических аналогов, биологические костнопластические материалы обладают высокой биологической активностью и способностью стимулировать регенерацию тканей, что способствует лучшему заживлению и восстановлению кости. Ксеногенные остеопластические материалы обычно имеют низкую резорбируемость, что означает, что они не разлагаются или абсорбируются слишком быстро. Это позволяет им оставаться в организме на протяжении достаточно длительного времени, чтобы обеспечить необходимую поддержку и стимуляцию роста новой костной ткани
Минусы использование биологических (ксеногенных) остеопластических материалов
Рис.7 Макет челюсти и дентальных имплантатов
Несмотря на достаточно низкий риск возникновения аллергической реакции, он все же существует, некоторые люди могут быть аллергичны к определенным биологическим материалам. Кроме того, использование любого биологического материала так или иначе может быть сопряжено с риском заражения из-за нарушения правил обработки. Все это может привести к отторжению, которое в свою очередь повышает риск развития других осложнений и неудачных результатов хирургического вмешательства.
Отдельно стоит отметить вариабельность качества, которое может варьироваться в зависимости от происхождения и способа обработки остеопластического материала, что может повлиять на их эффективность и безопасность.
Еще одним недостатком может являться дороговизна и проблемы с доступностью биологических остеопластических материалов в развивающихся странах, которые могут быть обусловлен следующими факторами:
- Сложность получения и обработки, ограниченный доступ к технологиям: процесс получения и обработки биологических материалов может быть сложным и требовать специализированных технологий. В развивающихся странах может быть ограниченный доступ к подобным ресурсам, что делает процесс производства биологических материалов более трудным и дорогостоящим.
- Транспортировка и хранение: биологические материалы могут быть очень чувствительны к температуре и условиям хранения. В развивающихся странах может быть недостаточно развитая логистика и инфраструктура для обеспечения правильной транспортировки и хранения этих материалов.
- Ограниченный финансовый ресурс: в развивающихся странах может быть ограниченный финансовый ресурс для инвестиций в разработку и производство биологических материалов. Это может повлечь за собой высокую стоимость этих материалов и ограниченный доступ к ним.
- Отсутствие регулирования и сертификации: в развивающихся странах может отсутствовать эффективная система регулирования и сертификации биологических материалов, что может создавать препятствия для их использования и распространения.
Резюме плюсов и минусов использования биологических остеопластических материалов
Резюмируя положительные и негативные стороны применения биологических остеопластических материалов, можно выделить большое количество очевидных преимуществ, среди которых:
- Безопасность: Биологические остеопластические материалы обычно проходят специальную обработку, чтобы уменьшить риск инфекции и отторжения.
- Естественность: Биологические остеопластические материалы производятся из природных источников, таких как кости животных, что делает их более совместимыми с тканями человека.
- Быстрое заживление: Биологические остеопластические материалы могут способствовать быстрому заживлению и регенерации костной ткани.
- Меньше ограничений: Использование биологических остеопластических материалов может позволить избежать необходимости донорской хирургии, что может снизить ограничения и время восстановления.
- Риск инфекции: хотя он и редок, все же существует возможность заражения операционной раны.
- Отторжение: Некоторые пациенты могут иметь аллергическую реакцию на биологический материал, что может привести к отторжению и неудаче операции.
- Неправильное заживление: В редких случаях, использование биологических остеопластических материалов может привести к неправильному заживлению раны или формированию неадекватного новообразования костной ткани.
Во-первых, биологические остеопластические материалы предлагают ряд преимуществ по сравнению с традиционными синтетическими материалами. Они обладают более высокой биосовместимостью и меньшей вероятностью возникновения отторжения или осложнений после операции. Кроме того, они способствуют активации регенеративных процессов в организме и стимулируют рост новой костной ткани. Это позволяет достичь более эффективных результатов при восстановлении поврежденной или утраченной кости.
Во-вторых, развитие технологий и научных исследований в области биоматериалов продолжает продвигаться вперед. Благодаря этому, ученые и инженеры постоянно работают над созданием новых и усовершенствованием существующих биологических остеопластических материалов. Они стремятся улучшить их свойства, такие как прочность, гибкость и способность стимулировать рост новой кости. Это позволяет ожидать появления еще более эффективных и инновационных материалов в будущем.
В-третьих, биологические остеопластические материалы предлагают перспективу более долговременного и эффективного восстановления кости, что делает их привлекательными для пациентов и медицинских специалистов. В целом прогноз использования биологических остеопластических материалов в будущем является положительным. Они представляют собой перспективное направление в области медицинских биоматериалов и могут сыграть важную роль в восстановлении костной ткани и улучшении качества жизни пациентов.
Популярные Reels
Как хорошо приживляются южнокорейские имплантаты Dentis или как сэкономить при покупке имплантатов?
Узнайте много нового и полезного в наших Reels
Комментарии